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EP0610637B1 - Membrane élastique imperméable - Google Patents

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EP0610637B1
EP0610637B1 EP93402968A EP93402968A EP0610637B1 EP 0610637 B1 EP0610637 B1 EP 0610637B1 EP 93402968 A EP93402968 A EP 93402968A EP 93402968 A EP93402968 A EP 93402968A EP 0610637 B1 EP0610637 B1 EP 0610637B1
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EP
European Patent Office
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membrane
polyvinyl alcohol
membrane according
plasticised
film
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93402968A
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German (de)
English (en)
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EP0610637A1 (fr
Inventor
Benoít Le Rossignol
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
Original Assignee
Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
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Publication date
Application filed by Automobiles Peugeot SA, Automobiles Citroen SA filed Critical Automobiles Peugeot SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04—Accumulators
    • F15B1/08—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
    • F15B1/10—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F15B2201/205—Accumulator cushioning means using gas
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    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31909—Next to second addition polymer from unsaturated monomers

Definitions

  • the invention relates to a waterproof elastic membrane of the kind of those yes equip the accumulators hydropneumatic, to separate a gas compartment and a liquid compartment.
  • Patent EP0360648 describes such a membrane and in particular a sandwich membrane, composed of a film of waterproof material gases preferably in polyvinyl alcohol, inclusive between two layers of elastic material such as polyurethane.
  • the polyvinyl alcohol films used in particular in the packaging field are obtained by laminating at a thickness ranging from 25 to 100 microns. These films are not strong enough to be used to make a hydropneumatic accumulator membrane operating at pressures of the order of 200.10 5 Pa (200 bars).
  • the subject of the invention is a waterproof elastic membrane intended to equip a hydropneumatic accumulator for separate a gas compartment and a liquid compartment which not have the above drawbacks.
  • This membrane is characterized by the fact that it is produced either from a waterproof film obtained by extrusion either directly by injection or die casting of polyvinyl alcohol fully hydrolyzed and of high molecular weight and plasticized.
  • the total hydrolysis of polyvinyl alcohol is obtained from polyvinyl acetate by the reaction: according to yet another characteristic, fully hydrolyzed polyvinyl alcohol is plasticized preferentially with glycerine at a rate of up to 35%.
  • Document FR-A-2 662 638 also describes a laminated sheet comprising a polyvinyl alcohol film, partially or fully saponified, containing a plasticizer kills polyol in a percentage of 15% to 50% by weight and a layer of rubber sheet laminated on at least one side of polyvinyl alcohol film.
  • Polyvinyl alcohol film fully hydrolyzed and plasticized is extruded in a single operation with a thickness of 450 to 1400 ⁇ m.
  • the polyvinyl alcohol film which is used to make the membrane is protected on both sides with a polyamide, ethylene coating vinyl alcohol or ethylene vinyl acetate obtained by coextrusion together with the polyvinyl alcohol film.
  • the membrane is obtained by injection or die casting of polyvinyl alcohol fully hydrolyzed and plasticized, directly molded to the shape and placed between two protective rubber layers.
  • the subject of the invention is more particularly a membrane waterproof elastic intended to equip an accumulator hydropneumatic to separate a gas compartment and a liquid compartment, characterized in that it comprises a monolayer of high molecular weight polyvinyl alcohol fully hydrolyzed and plasticized with glycerin, susceptible to be obtained directly by injection or molding under pressure, having a constant and controlled thickness of 450 ⁇ m to 1400 ⁇ m.
  • Injection molding is preferably carried out at a pressure of approximately 105 ⁇ 10 5 Pa (150 bars) and a temperature of approximately 220 ° C. It has the advantage of providing a membrane of constant and controlled thickness, this yes has the effect of improving the qualities of impermeability and elasticity.
  • the membrane is obtained directly from the form instead of being made from a film. At the exit of the mold, it only remains to coat it on both sides with an appropriate adhesive, so as to ensure adhesion with the two layers of rubber, themselves in shape and between which it will be placed, before vulcanization of the assembly in press.
  • the vulcanization could be done for example at a temperature in the region of 155 ° C. for a period of approximately 12 minutes.
  • a permeability test was carried out on various membranes under identical conditions by applying a pressure of 50 ⁇ 10 5 Pa (50 bars) without back pressure on one face of the membrane; the membrane being supported on a wall composed of porous beads. The pressure drop is measured in millibars per second.
  • the advantage lies in the reduced manufacturing cost since the film of desired thickness and its protective coating are obtained in a single operation by coextrusion.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

L'invention concerne une membrane élastique imperméable du genre de celles oui équipent les accumulateurs hydropneumatiques, pour séparer un compartiment gaz et un compartiment liquide.
Le brevet EP0360648 décrit une telle membrane et en particulier une membrane sandwich, composée d'un film en matériau étanche aux gaz préférentiellement en alcool polyvinylique, compris entre deux couches d'un matériau élastique tel qu'un polyuréthane.
Les films d'alcool polyvinylique utilisés notamment dans le domaine de l'emballage sont obtenus par laminage sous une épaisseur allant de 25 à 100 microns. Ces films ne sont pas suffisamment résistants pour servir à confectionner une membrane d'accumulateur hydropneumatique fonctionnant à des pressions de l'ordre de 200.105 Pa (200 bars).
Pour réaliser des films d'épaisseur satisfaisante, de l'ordre de 450 à 1400 µm, on procède par doublages successifs en laminant une pluralité de films fins comme cela est mentionné dans le brevet EP0482916.
D'autre part, on sait que les films de forte épaisseur d'alcool polyvinylique partiellement hydrolysé généralement utilisés, obtenus par laminage ou par extrusion, sont poreux en raison des dégagements de matières volatiles provoqués par l'échauffement en milieu non anhydre.
Les dégagement gazeux se produisent selon le mécanisme ci-dessous:
Figure 00010001
L'invention a pour objet une membrane élastique imperméable destinée à équiper un accumulateur hydropneumatique pour séparer un compartiment gaz et un compartiment liquide qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus. Cette membrane se caractérise par le fait qu'elle est réalisée soit à partir d'un film imperméable obtenu par extrusion soit directement par injection ou moulage sous pression d'alcool polyvinylique totalement hydrolysé et de haute masse moléculaire et plastifié.
Suivant une autre caractéristique, l'hydrolyse totale de l'alcool polyvinylique est obtenue à partir du polyacétate de vinyl par la réaction:
Figure 00020001
suivant encore une autre caractéristique l'alcool polyvinylique totalement hydrolysé est plastifié préférentiellement à la glycérine à un taux allant jusqu'à 35%.
On connaít par ailleurs du document 〈〈 Polyvinyl Alcohol 〉〉, C.A. Finch, John Wiley & Sons, 1973, pages 352 à 383 et 523 à 528, des films extrudés d'alcool polyvinylique totalement hydrolysés, à haute masse moléculaire et plastifiés, pouvant être utilisés en association avec des alcools polyvinyliques partiellement hydrolysés.
Le document FR-A-2 662 638, décrit également une feuille laminée comprenant une pellicule d'alcool polyvinylique, partiellement ou totalement saponifié, contenant un plastifiant du tue polyol selon un pourcentage de 15 % à 50 % en poids et une couche de feuille de caoutchouc laminée sur au moins un côté de la pellicule d'alcool polyvinylique.
Le film en alcool polyvinylique totalement hydrolysé et plastifié est extrudé en une seule opération avec une épaisseur de 450 à 1400 µm.
Selon un mode de réalisation, le film en alcool polyvinylique extrudé qui sert à confectionner la membrane est protégé sur ses deux faces par un revêtement en polyamide, en éthylène vinylalcool ou en éthylène vinylacétate obtenu par coextrusion en même temps que le film en alcool polyvinylique.
Selon un autre mode de réalisation, la membrane est obtenue par injection ou moulage sous pression, d'alcool polyvinylique totalement hydrolysé et plastifié, directement moulé à la forme et placé entre deux couches protectrices en caoutchouc.
Aussi l'invention a plus spécialement pour objet une membrane élastique imperméable destinée à équiper un accumulateur hydropneumatique pour séparer un compartiment gaz et un compartiment liquide, caractérisée en ce qu'elle comprend une monocouche d'alcool polyvinylique de haute masse moléculaire totalement hydrolysé et plastifié à la glycérine, susceptible d'être obtenue directement par injection ou moulage sous pression, présentant une épaisseur constante et contrôlée de 450 µm à 1400 µm.
Le moulage par injection se fait préférentiellement à une pression d'environ 105.105 Pa (150 bars) et une température d'environ 220°C. Il présente l'avantage de fournir une membrane d'épaisseur constante et contrôlée, ce oui a pour effet d'améliorer les qualités d'imperméabilité et d'élasticité. De plus, la membrane est obtenue directement à la forme au lieu d'être confectionnée à partir d'un film. A la sortie du moule, il ne reste plus qu'à l'enduire sur les deux faces d'un adhésif approprié, de façon à assurer une adhérisation avec les deux couches de caoutchouc, elles-mêmes à la forme et entre lesquelles elle sera placée, avant vulcanisation de l'ensemble sous presse. La vulcanisation pourrait se faire par exemple à une température voisine de 155°C pendant une durée d'environ 12 minutes.
Un contrôle de la décomposition de l'alcool polyvinylique effectué par DSC (Differential Scaning Calorimetry) met en évidence les températures de décomposition suivantes:
Alcool polyvinylique partiellement hydrolysé
: 180 - 190°C
Alcool polyvinylique totalement hydrolysé
: 230 - 240°C
On constate que l'alcool polyvinylique totalement hydrolysé a une température de décomposition supérieure à la température utilisée pour la mise en oeuvre.
  • La figure 1 représente en coupe une membrane selon le procédé connu.
  • La figure 2 représente en coupe une membrane selon l'invention.
    • On voit sur la figure 1 une membrane obtenue par doublages successifs en laminant une pluralité de films 1 dont les épaisseurs sont voisines de 90 µm. Dans l'exemple représenté, on a superposé quatorze couches pour obtenir l'épaisseur souhaitée. L'ensemble est ensuite recouvert par laminage de deux couches protectrices 2.
    On voit sur la figure 2 en coupe la membrane selon l'invention, obtenue par coextrusion d'un film 3 d'alcool polyvinylique dont l'épaisseur est de 1200 µm et de ses deux couches protectrices 4 en polyamide ou en éthylène vinylalcool ou en éthyléne vinylacétate.
    Un test de perméabilité a été effectué sur diverses membranes dans des conditions identiques en appliquant une pression de 50.105 Pa (50 bars) sans contre-pression sur une face de la membrane; la membrane étant en appui sur une paroi composée de billes poreuses. On mesure la chute de pression en millibars par seconde.
    Ce test a donné les résultats suivants:
  • membrane en polyuréthane (solution connue):
       225.10-4 mbar/s
  • membrane avec film extrudée (selon l'invention):
       35.10-4 mbar/s
  • membrane avec film laminée (en plusieurs couches):
       35.10-4 mbar/s
  • membrane avec film moulée sous pression (selon l'invention) :
       12.10-4 mbar/s
    • On constate que la meilleure imperméabilité correspond aux membranes moulées sous pression par injection.
    Par rapport à la membrane laminée en plusieurs couches, la membrane extrudée ou coextrudée avec son revêtement protecteur
    présente une imperméabilité équivalente. Cependant, l'avantage réside dans le coût réduit de fabrication puisque le film d'épaisseur souhaitée et son revêtement protecteur sont obtenus en une seule opération par coextrusion.

    Claims (7)

    1. Membrane élastique imperméable destinée à équiper un accumulateur hydropneumatique pour séparer un compartiment gaz et un compartiment liquide, caractérisée en ce qu'elle comprend une monocouche d'alcool polyvinylique de haute masse moléculaire totalement hydrolysé et plastifié à la glycérine, susceptible d'être obtenue directement par injection ou moulage sous pression, présentant une épaisseur constante et contrôlée de 450 µm à 1400 µm.
    2. Membrane selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'hydrolyse totale de l'alcool polyvinylique est obtenue selon la réaction :
      Figure 00060001
    3. Membrane selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'alcool polyvinylique totalement hydrolysé est plastifié à la glycérine à un taux allant jusqu'à 35 %.
    4. Membrane selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par injection ou moulage sous pression d'alcool polyvinylique totalement hydrolysé et plastifié directement moulé à la forme.
    5. Membrane selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle est moulée sous une pression d'environ 150.105 Pa (150 bars) et à une température d'environ 220 °C.
    6. Membrane selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est enduite d'un adhésif approprié destiné à l'adhériser sur du caoutchouc.
    7. Membrane selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est placée entre deux couches de caoutchouc protectrices elles-mêmes à la forme puis vulcanisé sous presse environ 12 minutes à 155 °C.
    EP93402968A 1993-01-13 1993-12-09 Membrane élastique imperméable Expired - Lifetime EP0610637B1 (fr)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9300252 1993-01-13
    FR9300252A FR2700375B1 (fr) 1993-01-13 1993-01-13 Membrane élastique imperméable.

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0610637A1 EP0610637A1 (fr) 1994-08-17
    EP0610637B1 true EP0610637B1 (fr) 1999-08-11

    Family

    ID=9442997

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP93402968A Expired - Lifetime EP0610637B1 (fr) 1993-01-13 1993-12-09 Membrane élastique imperméable

    Country Status (5)

    Country Link
    US (1) US5645922A (fr)
    EP (1) EP0610637B1 (fr)
    JP (1) JP2907701B2 (fr)
    DE (1) DE69325989T2 (fr)
    FR (1) FR2700375B1 (fr)

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    Also Published As

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    JP2907701B2 (ja) 1999-06-21
    FR2700375B1 (fr) 1995-03-17
    EP0610637A1 (fr) 1994-08-17
    US5645922A (en) 1997-07-08
    JPH06279596A (ja) 1994-10-04
    FR2700375A1 (fr) 1994-07-13
    DE69325989T2 (de) 1999-12-02
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